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Inhaltsverzeichnis:

• BSI-ICS - Vorsätzliche Handlungen
• Profinet/Profibus
  • Profinet (Process Field Network)
  • Profibus:
• Firewalls / HW Firewall / IDS Systeme
• Diverse Angriffsvektoren und besprochene Maßnahmen zur Vermeidung, s. BSI Top 10 Threads zur Vorbereitung
• Unterschied Safety und Security in Automation
• Malware Klassen und Merkmale: Trojaner, Viren, Würmer
  • Virus
  • Trojaner / Trojanisches Pferd
  • Computerwurm:
• Angriffsformen DDOS, Phishing, Spoofing , Man in the Middle
  • Spoofing
  • Phishing
  • (Distributed) Denial of Services (D)DoS
  • Man-in-the-middle
• Architektur/Konzept der Angriffsmodelle: Time/Logic Bomb , Makroviren, ARP Spoofing, XML Injection
• VIV Modell
• Kommunikation: OPC , OPC UA , IPSec
  • OPC
  • OPC UA
  • IPSec (Internet Protocol Security)
• Router NAT/PAT , ARP Spoofing
  • NAT(Network Address Translation)
  • PAT (Port and Address Translation)
• DMZ bzw. Automation Cells

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BSI-ICS - Vorsätzliche Handlungen

• Industrial Control Systems

Profinet/Profibus

Profinet (Process Field Network)

• offener Industrial Ethernet-Standard
• nutzt TCP/IP und IT-Standards, ist Echtzeit-Ethernet-fähig und ermöglicht die Integration von Feldbus-Systemen

Profibus:

• PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie): Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung in der Fertigungstechnik.
• PROFIBUS PA (Prozess-Automation): Kommunikation zwischen Mess- und Prozessgeräten, Aktoren und Prozessleitsystem bzw. SPS/DCS in der Prozess- und Verfahrenstechnik

Firewalls / HW Firewall / IDS Systeme

• Eine Firewall ist ein Sicherungssystem, das ein Rechnernetz oder einen einzelnen Computer vor unerwünschten Netzwerkzugriffen schützt und ist weiter gefasst auch ein wichtiger Teilaspekt eines Netzwerk-Sicherheitskonzepts.
• Jedes Firewall-Sicherungssystem basiert auf einer Softwarekomponente.
• Sie überwacht den durch die Firewall laufenden Datenverkehr und entscheidet anhand festgelegter Regeln, ob bestimmte Netzwerkpakete durchgelassen werden oder nicht.
• Für das Aufspüren von Angriffen sind sogenannte IDS-Module (Intrusion Detection System) zuständig.
• Personal Firewall: lokales zu schützendes Gerät
• External Firewall: seperates Gerät z.B. von WAN (Wide Area Network) auf LAN (Local Area Network)
• Firewall Regeln:
  • Methode basiert auf Mandatory Access Control
  • Die Regeln werden für jedes Paket der Reihe nach geprüft, und die erste zutreffende Regel wird angewendet
• IDS (Intrusion Detection System):
  • Erkennung von Angriffen, die gegen ein Computersystem oder Computernetz
  • kann eine Firewall ergänzen oder auch direkt auf dem zu überwachenden Computersystem laufen

Diverse Angriffsvektoren und besprochene Maßnahmen zur Vermeidung, s. BSI Top 10 Threads zur Vorbereitung

Rang	Bedrohung/Trend	Beschreibung
1	Einschleusen von Schadsoftware über Wechseldatenträger und mobile Systeme	Verbreitung von Malware über externe Datenträger und mobile Geräte
2	Infektion mit Schadsoftware über Internet und Intranet	Angriffe durch Malware über das Internet und interne Netzwerke
3	Menschliches Fehlverhalten und Sabotage	Sicherheitsrisiken aufgrund von Fehlern oder böswilligem Verhalten von Mitarbeitern
4	Kompromittierung von Extranet und Cloud-Komponenten	Angriffe auf externe Netzwerke und Cloud-Dienste
5	Social Engineering und Phishing	Täuschung von Personen zur Erlangung von sensiblen Informationen
6	(D)DoS Angriffe	Überlastungsangriffe zur Störung oder Blockierung von Diensten
7	Internet-verbundene Steuerungskomponenten	Gefährdung durch Angriffe auf vernetzte Steuerungssysteme
8	Einbruch über Fernwartungszugänge	Unbefugter Zugriff auf Systeme über Fernwartungskanäle
9	Technisches Fehlverhalten und höhere Gewalt	Störungen und Ausfälle aufgrund technischer Fehler oder Naturkatastrophen
10	Soft- und Hardwareschwachstellen in der Lieferkette	Sicherheitslücken in Software- und Hardwarekomponenten durch Lieferanten

Unterschied Safety und Security in Automation

• Security in Automation: Schutz vor Eindringen, Angriffen und Übernahme einer Industrieanlage
• Gewährleistung eines Sicherheitszustandes und eines reibungslosen Produktionsprozess => Security in Automation dient dem Schutz vor Gefahren bzw. Bedrohungen, der Vermeidung von Schäden und der Minimierung von Risiken im Produktionsprozess.

Malware Klassen und Merkmale: Trojaner, Viren, Würmer

Virus

• Ein Computervirus ist ein sich selbst verbreitendes Computerprogramm, welches sich in andere Computerprogramme einschleust und sich damit reproduziert.
• Einmal gestartet, kann es vom Anwender nicht kontrollierbare Veränderungen am Status der Hardware, am Betriebssystem oder an der Software vornehmen.
• Zur Verbreitung eines Viruses muss die infizierte Datei ausgeführt werden.

Trojaner / Trojanisches Pferd

• Als Trojanisches Pferd bezeichnet man ein Computerprogramm, das als nützliche Anwendung getarnt ist, im Hintergrund aber ohne Wissen des Anwenders eine andere Funktion erfüllt.
• Viele Trojanische Pferde installieren während ihrer Ausführung auf dem Computer heimlich ein Schadprogramm. So können u. a. eigenständige Spionageprogramme auf den Rechner gelangen (z. B. Sniffer oder Komponenten, die Tastatureingaben aufzeichnen, sogenannte Keylogger).
• Auch die heimliche Installation eines Backdoorprogramms ist möglich, dies gestattet, den Computer unbemerkt über ein Netzwerk (z. B. das Internet) fernzusteuern.

Computerwurm:

• Würmer verbreiten sich autonom über Netzwerke oder über Wechselmedien wie USB-Sticks.
• Dafür benötigen sie gewöhnlich ein Hilfsprogramm wie einen Netzwerkdienst oder eine Anwendungssoftware als Schnittstelle zum Netz.
• Würmer können sich eigenständig reproduzieren.

Angriffsformen DDOS, Phishing, Spoofing , Man in the Middle

Spoofing

• Spoofing umfasst alle Methoden, mit denen sich Authentifizierungs- und Identifikationsverfahren untergraben lassen, welche auf der Verwendung vertrauenswürdiger Adressen oder Hostnamen in Netzwerkprotokollen beruhen

Phishing

• Anzeigen von „gefälschten“ Web-Seiten, die täuschend ähnlich den Original-Web-Seiten nachgebaut sind.
• iele des Phishings sind im Wesentlichen, der Diebstahl von Bank-Kreditkarteninformation in den Internet-Bezahlsystemen.

(Distributed) Denial of Services (D)DoS

• Überlastung von Infrastruktursystemen (bspw. Server, Rechner) durch einen Angriff, mit der Absicht, einen oder mehrere bereitgestellte Dienste „arbeitsunfähig“ zu machen.
• Im Unterschied zu anderen Angriffen will der Angreifer beim DoS-Angriff normalerweise nicht in den Computer eindringen und benötigt deshalb keine Passwörter oder Ähnliches vom Zielrechner.

Man-in-the-middle

• Ziel:
  • Der Angreifer platziert sich zwischen zwei Kommunikationsparteien, um den Datenverkehr abzufangen oder zu manipulieren.
• Methoden:
  • Abhören von unverschlüsseltem Datenverkehr
  • Entschlüsseln von verschlüsselten Daten
  • Spoofing von Netzwerken, um den Datenverkehr umzuleiten
  • Einschleusen von bösartigem Code oder Inhalten
• Wo:
  • Kann in drahtlosen Netzwerken, öffentlichen Hotspots, unsicheren Websites oder internen Netzwerken auftreten.

Architektur/Konzept der Angriffsmodelle: Time/Logic Bomb , Makroviren, ARP Spoofing, XML Injection

• Time/Logic Bomb:
  • Programme, die aufgrund eines bestimmten Triggers , z.B. Datum/Uhrzeit, Einlogvorgang eine Aktion auslösen (z.B: Manueller Diebstahl/Zerstörung von Daten/Programme oder Einspielung eines „schadhaften/böswilligen Computerprogrammes auf ein Datensystem)

VIV Modell

Verfügbarkeit:

• Falls Daten, aus welchen Gründen auch immer, nicht verfügbar sind, fährt die Produktionsanlage „blind“ unter Umständen „ungesteuert“ was zu gravierenden Problemen führen kann.
• Verschiedene Gründe können zur „Unverfügbarkeit“ des Netzwerks/Daten führen, u.a.:
  • Ein Anwender- oder Softwarefehler führt zu einem Absturz des Systems
  • Das System ist von einem Computer Virus befallen#
  • Das System wurde „gehacked“ von einem internen oder außenstehenden Benutzer.
  • Stromausfall bzw. Backup Generator nicht verfügbar
  • Physikalischer Schaden (Feuer, Erdbeben) am Netzwerk/Computerraum

Integrität (Daten/ Hardware und Software):

• Daten: Sicherstellung, dass die erfassten, gespeicherten und dargestellten Daten, den Daten des tatsächlichen reellen Systems entsprechen und korrekt wiedergegeben werden (e.g. Füllstand in einem Kessel, Temperatur eines Reaktors).
• Hardware/Software: korrekten Hardware – Firmware- und Softwareversionen im Prozess befinden und nur autorisierte Änderungen oder Aktualisierungen (Updates) vorgenommen werden können

Vertraulichkeit:

• Zugang zu den Daten nur für Menschen und Systeme, die dazu autorisiert sind, um diese Daten einzusehen, zu verändern, zu archivieren oder zu versenden.

Kommunikation: OPC , OPC UA , IPSec

OPC

• standardisierte Software-Schnittstellen, die den Datenaustausch zwischen Anwendungen unterschiedlichster Hersteller in der Automatisierungstechnik ermöglicht (SCADA)
• benutzt die DCOM Technologie von Mircosoft (Windows Propitär)
• Was kann OPC classic:
  • (OPC-DA) Daten auslesen
  • (OPC-HDA) Historische Daten auslesen+
  • (OPC-A&E) Alarme & Events
• flache Datenhierarchie in der Datenübertragen

OPC UA

• plattformunabhängige, sichere und erweiterbare Technologie

IPSec (Internet Protocol Security)

• Teil des IPv6-Protokolls
• arbeitet direkt auf der Internetschicht (Internet layer) des TCP/IP-Protokollstapels.
• Verschlüsselung und die Überprüfung der Authentizität von IP-Paketen

Router NAT/PAT , ARP Spoofing

NAT(Network Address Translation)

• Adressen eines privaten Netzes über Tabellen öffentlich registrierten IP-Adressen zugeordnen (Eins-zu-Eins-Zuordnung)
• Die interne Struktur des Firmennetzwerkes bleibt nach außen verborgen.

PAT (Port and Address Translation)

• alle Adressen eines privaten Netzwerkes auf eine einzelne öffentliche (dynamische) IP-Adress
• nicht nur die IP-Adressen, sondern auch Port-Nummern umgeschriebe
• Nachteil: Die Rechner im privaten Netzwerk können nicht aus dem Internet angewählt werden

DMZ bzw. Automation Cells

DMZ:

• Definition: Eine DMZ ist ein isolierter Netzwerkbereich zwischen dem internen Netzwerk (LAN) und dem externen Netzwerk (normalerweise das Internet).
• Zweck: Die DMZ dient dazu, externe Dienste, wie Webserver, E-Mail-Server oder FTP-Server, zu hosten, ohne das interne Netzwerk direkt zu gefährden.
• Sicherheit: Die DMZ fungiert als Pufferzone, die das interne Netzwerk vor direkten Angriffen aus dem Internet schützt. Gleichzeitig erlaubt sie den sicheren Betrieb von öffentlich zugänglichen Diensten.